PERFILADOR DE TEMPERATURA, HUMEDAD Y AGUA LIQUIDA EN ATMOSFERA RADIOMETRO

Transcripción

1 PERFILADOR DE TEMPERATURA, HUMEDAD Y AGUA LIQUIDA EN ATMOSFERA RADIOMETRO Randolph ( Stick ) Ware Chief Scientist, Radiometrics Corporation Visiting Scientist, NCAR Mesoscale and Microscale Meteorology Division AEROTOBA - Argentina

2 El mayor obstáculo para descubrir lo nuevo no es la ignorancia, es la pretensión del conocimiento. Daniel J. Boorstin ( )

3 OBSERVACION ATMOSFERICA CON MICROONDAS OBSERVACION ATMOSFERICA DESDE TIERRA, METODO Y PRINCIPIOS FISICOS BASICOS PERFILES CONTINUOS DE TEMPERATURA Y HUMEDAD, COMPARACION DE PRECISION EQUIVALENTE A RADIOSONDAS PERFILES LIQUIDOS CONTINUOS, DIFICILES DE OBTENER CON OTROS METODOS INFORMACION CLAVE PARA PRONOSTICOS PRECISOS, MODIFICACION DE CLIMA E INVESTIGACION ATMOSFERICA

4 Vapor de Agua GHz Oxígeno GHz GHz Agua Líquida 9-11P Emisiones infrarrojas y de microondas de la atmósfera, son convertidas en perfiles de temperatura, humedad y líquido, datos cruciales para obtener pronósticos precisos.

5 Método de Tratamiento y Principios Físicos Observaciones de microondas hiper-espectrales son convertidas en temperaturas brillantes, usando la ecuación de Radiación de Planck Temperatura, humedad y estructuras líquidas son relacionadas con temperaturas brillantes, por las ecuaciones de transferencia de radiación Redes neuronales convierten las temperaturas de brillo, en perfiles de humedad, temperatura y líquido.

6 Planck Radiation Equation Radiative Transfer Equation Westwater et al., Principles of Surface-based Microwave and Millimeter wave Radiometric Remote Sensing of the Troposphere, Quaderni Della Societa Italiana Elletromagnetismo, 2005,

7 Conversión de Observaciones de Microondas Pasivas en Perfiles Atmosféricos Un receptor hiper espectral de micro-ondas observa la energía de micro-ondas emitida por la atmósfera La ley de Planck convierte la energía de micro ondas a temperaturas brillantes Se miden también temperatura, humedad relativa, presión y temperatura de base de las nubes Datos históricos de radiosondeo son incluidos en un modelo con ecuaciones de tranferencia de radiación, para entrenamiento de redes neuronales Métodos de redes neuronales conviernten observaciones de radiómetro en perfiles de temperatura, humedad y agua líquida, humidity and liquid profiles

8 MP-Series 14 channels Total MP-Series 21 channels Water Vapor Liquid Water Temperature (oxygen) Emisión de Microondas Atmosféricas

9 Fotones Temperatura Base Nubes + T Terrestre, RH, P Intensidad Energía Temperaturas De Brillo (Ley de Planck) Algoritmos Redes Neuronales Perfiles

10 Entrenamiento de Red Neuronal Datos Historicos de Radiosondeo, Temperatura, Humedad, y Perfiles de Agua Líquida Modelados Contínua Modelacion usando Modelos de Emisiones Atmosféricas y Ecuación de Transferencia de Radiación Perfiles de Temperatura, Humedad y Líquido

11 Medición Contínua de Temperatura, Humedad y Líquidos en Atmósfera Datos Cruciales para predicción de tormentas severas y aplicaciones de Modificación de Clima

12 Perfiles de temperatura, humedad y Líquidos hasta 5 kms altura durante una tormenta de lluvia en Boulder, Colorado, el 15 Mayo 2008.

13 Reproducción de Densidad del Vapor de Agua a 1-km altura en el cenit (superior) y zoom con resolución de 6x de las observaciones

14 Reproducción de Densidad de Líquidos a 1-km altura desde el cenit (top) y zoom con resolución de 6x de las observaciones.

15 Comparación de perfiles de temperatura, humedad y líquidos obtenidos por Radiómetro MP-3000A y radiosonda 00 UT 13 Mayo 2008.

16 Perfiles de Temperatura y Humedad obtenidos por Radiometro (superior) y Radiosonda (abajo), con ceilometro (asteriscos), a 6 km altura.

17 Perfiles de Humedad Relativa y Densidad de Líquidos, obtenidas por Observaciones de Radiómetro y ceilometro, a 6 km altura.

18 Pronósticos Mejorados Pronósticos de corto plazo (<12 hr) es muy pobre performance, especialmente en la baja tropósfera, debido a los cambios rápidos de condiciones que producen tormentas severas Datos contínuos de atmósfera, temperatura y humedad están disponibles ahora, con estas tecnologías Datos de perfiles de agua líquida, relacionada directamente con precipitacion, visibilitad y niebla, también están disponibles. Mediciones contínuas y precisas perfiles de Temperatura del aire, Humedad y Líquidos son claves para pronósticos mejorados, de corto plazo

19 Radiómetro del German Weather Service. Sus datos fueron comparados con observaciones de radiosondeo cada 6-hrs, desde1998 [Güldner and Spänkuch, JAOT, 2002]

20 Comparación de medición de Perfiles de Temperatura, Humedad y Líquidos obtenidos por Radiómetro MP-3000A y Radiosonda. 12 UT 13 Mayo 2008.

21 Comparación de medición de Perfiles de Temperatura, Humedad y Líquidos obtenidos por Radiómetro MP-3000A y Radiosonda. 00 UT 14 Mayo 2008.

22 Observaciones de Presión y Lluvia caída, Radiómetro de Boulder. Lluvia caida desde 00 hasta 12 UT (hora local), el 13 Mayo 2008.

23 Estadísticas de comparación entre Radiómetro-Radiosonda (rojo y azul). En color gris, error representativo de Radiosonda [Güldner and Spänkuch, JAOT, 2003; Ware et al., Rad. Sci., 2003].

24 Radiómetros de DOE ARM para calibrar radiosondas de investigación atmosférica.

25 Valor Meteorológico de Observaciones Terrestres de Microondas Pasivas Perfiles de Microondas Atmosféricas entregan constantemente información de temperatura, humedad y líquidos en las nubes Nuevos datos del radiómetro pueden ser ingestados permantentemente - por las herramientas de pronóstico y los índices de las radiosondas Radiómetros entregan perfiles únicos de líquidos en las nubes, necesarios para decidir la iniciación de operaciones de modificación de clima, actualizar modelos meteorológicos, monitorear y pronosticar condiciones de formación de hielo, nieblas u otros fenómenos que pueden afectar la seguridad del vuelo Perfiles de microondas proveen observaciones de la alta atmósfera precisas, con muy poca intervención humana.

26 Una de las instalaciones de la Red de Radiómetros a Microondas, instalados en Beijing.

27 Estación Radiómetro Móvil, del Programa de Mitigación de Riesgo Meteorológico, Olimpíadas 2008.

28 U.S. DOE ARM Program Dubai International Airport, German Weather Service Barrow, Alaska United Arab Emirates Lindenberg UK Met Office Hong Kong Observatory Met Service Canada Payerne, Switzerland Chek Lap Kok International Airport Ottawa Algunas instalaciones operativas y de investigación usando Radiómetros.